内能及内能的利用

1、内能及内能的利用复习提纲（谷五召）一、分子热运动1. 物质是由分子组成的。分子若看成球型，其直径以10-1°m来度 量。2. 一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。 扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 扩散现象说明：A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规 则的运动。 课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是: 防止二氧化氮 扩散被误认为是重力作用的结果。 实验现象：两瓶气体混合在一 起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。 固、液、气都可扩散, 扩散速度与温度 有关。 分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运

2、动的结果。3. 分子间有相互作用的引力和斥力。 当分子间的距离小=分子间平衡距离 r，引力=斥力。 d<r时，弓I力V斥力，斥力起主要作用， 固体和液体很难被 压缩是因为：分子之间的斥力起主要作用。 d>r时，弓I力斥力，弓力起主要作用。固体很难被拉断，钢笔写字，胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。 当d> 10r时，分子之间作用力十分微弱，可忽略不计。破镜不能重圆的原因是：镜块间的距离远大于分子之间的作用力的 作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。二、内能1. 内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。2. 物体在任何情况下都有

3、内能：既然物体内部分子永不停 息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存 在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。3. 影响物体内能大小的因素：温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大；质量：在物体的温 度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大； 材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内 能可能不同；存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物 体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。4. 内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量， 它的大小与机械运动有关。内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的

4、 总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种 无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。5. 热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越 大。三、内能的改变1. 内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）物体内能增大（减小）。物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）内能改变。反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）2. 改变内能的方法：做功和热传递。A、做功改变物体的内能： 做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体 对外做功物体内能会减少。 做功改变内能的实质是内能和其他形式的能

5、的相互转化。 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改 变大小。（W = AE） 解释事例：图15. 2-5甲看到棉花燃烧起来了，这是因为 活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点 使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它 的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。图 15. 2-5乙 看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾， 这是因为瓶内空气推动 瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水 適。B、热传递可以改变物体的内能。 热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高 温部分向低温部分传递的现象。 热传递的条件是有温度差，传递方式是

6、：传导、对流和辐 射。热传递传递的是内能（热量），而不是温度。 热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温 度降低，内能减少。 热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是 焦耳。热传递的实质是内能的转移。C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产 生的效果相同，所以说 做功和热传递改变物体内能上是等效的。 但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变 化，后者能的形式不变。涓度：表示物庫的冷热程度.n41 不一用阴执一切.tfr太师火.障曆牛执一A«as.人內能是一个状态量內能増加一 不一走升溟.如：晶体熔化，水沸陆1不一宦吸热.如¥钻木

7、取火，摩瘵生热一指出下列各物理名词中“热”的含义：热传递中的“热”是指：热量；热现象中的“热”是指：温度；热膨胀中的“热”是指：温度；摩擦生热中的“热”是指：内能（热能）。四、热量1. 比热容：定义：单位质量的某种物质温度升高（降低） C时吸收（放出）的热量。物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关， 与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。水的比热容为 4. 2X 103J （kg C）表示：1kg的水温度 升高（降低）1C吸收（放出）的热量为 4. 2X 103J。水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容 大。2.

8、计算公式：Q 吸=。m( t to),Q 放=。m( to t )。3. 热平衡方程：不计热损失Q吸=0放。五、内能的利用、热机(一) 内能的获得燃料的燃烧燃料燃烧：化学能转化为内能。(二) 热值1.定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃 料的热值。2 .单位：J/kg。3.关于热值的理解： 对于热值的概念，要注重理解三个关键词“ 1kg”、“某 种燃料”、“完全燃烧” 。1kg是针对燃料的质量而言，如果燃 料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。 某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全 烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的

9、 值。 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性， 同时反映出不同 燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说， 它 是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、 质量、体积等均无关。3. 公式：Q= mq(q为热值)。实际中，常利用0吸=0放即cm(t-t o) = n qm联合解题。4. 酒精的热值是3. OX 107j/kg，它表示：1kg酒精完全燃 烧放出的热量是3. OX 107J。煤气的热值是3. 9X 107J/m3,它表示:In3煤气完全燃烧放 出的热量是3. 9X 107j。5. 火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。6. 炉子的

10、效率： 定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之 比。 公式：n =Q有效/Q 总=cm (t-t 0) /qm'。(三) 内能的利用1. 内能的利用方式：利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。利用内能来 做功：从能的角度看，这是 内能转化为机械 能。2. 热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化：内能转化为机械能。蒸气机内燃机一喷气式发动机。3. 内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且 利用内能来做功的机器叫内燃机。 它主要有汽油机和柴油机。4 内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为 四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

11、在这四 个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完 成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。5.热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：n =W有用IQ总=W用/qm。提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量 损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。6.汽油机和柴油机的比较:汽油机柴油机不同占八、构造：顶部有一个火花塞顶部有一个喷油嘴吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相 冲程：活塞在往复运动中

12、从汽缸的一端运动到另一端。同 一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四 点个冲程，做功1次。六、能量守恒定律1.自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没 有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相 联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能， 跟化学反应有关的化学能等。2在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移 （列 举学生所熟悉的事例，说明各种形式的能的转化和转移）。在热 传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰 击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程 中能量形式没有变。3.在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯， 由于摩擦而使机械能转化为内能； 在气体膨胀做功的现象中，内 能转化为机械能；在水力发电中，